專利名稱：一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二氧化硫氣體的生產(chǎn)方法及裝置。
技術(shù)背景.-
S02是制糖生產(chǎn)過程重要的輔助原料，它在澄清過程中與Ca (OH) 2 反應(yīng)生成CaSCb，從而使膠體色素被吸附除去從而使糖汁得到澄清；此外， S02能夠減弱或抑制制糖過程中，包括澄清、蒸發(fā)和煮煉過程中新色素的生 成作用，并能減少白糖存放時(shí)的變色，對(duì)減少各種糖品中的有色物質(zhì)有相當(dāng)
明顯的效果。因此，S02在糖廠生產(chǎn)過程中具有非常重要的作用。
糖廠使用的so2目前都是通過燃燒硫磺方法獲得的，在硫磺燃燒過程 中，若燃燒控制不好，會(huì)導(dǎo)致硫的升華形成升華硫或S03的生成，這兩種情 況都對(duì)制糖生產(chǎn)過程造成很大的不良影響升華硫冷卻后又復(fù)凝結(jié)成固體， 沉積在管路設(shè)備中，甚至將管路堵塞；而S02進(jìn)一步氧化形成的S03對(duì)制糖 過程非常有害，因?yàn)樗苡谒闪蛩幔c石灰反應(yīng)生成的硫酸鈣能溶于清 汁中，在蒸發(fā)濃縮時(shí)則析出成為罐垢，硫酸鈣是糖廠積垢和白糖灰份的主要 成分。因此，硫磺燃燒的控制非常重要，但目前生產(chǎn)S02的方法很難控制升 華硫或S03的生成；其次，由于生產(chǎn)過程中，S02的用量是不衡定的，需根 據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行變動(dòng)，用固體S通過熔化再燃燒，只是表面燃燒，不易控制
S02的生產(chǎn)量。
此外，上述生產(chǎn)S02氣體方法所用的裝置至今為止還是采用間歇式燃硫
爐制備，這種燃硫爐存在有升華、管道堵塞、so2 (流量和濃度)供應(yīng)不規(guī) 律、有較多的S03生成、硫磺燃燒過多造成浪費(fèi)、硫熏汁pH值不規(guī)律等方 面的許多問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)的S02氣體中升華硫?yàn)榱慊?接近零，沒有或極少S03生成，通過凈化后硫氣中不含S03，產(chǎn)品質(zhì)量高的
二氧化硫氣體的生產(chǎn)方法及裝置。
解決其上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是 一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法，該方法采用的原料是水硫漿，將水硫漿通過送料裝置連續(xù)、自動(dòng)地喂進(jìn)燃硫爐， 先通入少量一次空氣將水硫漿汽化，然后再加入二次空氣使硫磺充分燃燒生 成S02氣體，再將S02氣體冷卻制得凈化硫氣。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述的水硫槳是粒度為300um以下的顆 粒硫與水混合形成的乳膠體硫或是懸浮的硫水溶液，水硫漿中，硫與水的重 量百分比為40 : 60 60 : 40。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是 一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，包括燃燒室 及與之密封連接的安全罩及下底構(gòu)成的燃硫爐，S02氣體冷卻裝置，所述燃
燒室是一個(gè)立式園柱形容器，該立式圓柱形容器中間有一多孔的隔板將燃燒 室分為一次燃燒室和二次燃燒室， 一次燃燒室底部有一進(jìn)料裝置和加熱裝 置，點(diǎn)火裝置裝在一次燃燒室的底部的一側(cè)， 一次燃燒室的下部有與燃燒室 爐壁切向連接的一次進(jìn)風(fēng)管，二次燃燒室的下部有與燃燒室爐壁切向連接的 二次進(jìn)風(fēng)管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明之一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法及裝置在以下
幾方面有所創(chuàng)新并取得有益效果
一、生產(chǎn)用原料及燃燒模式的改進(jìn)使得產(chǎn)生的S02氣體中升華硫?yàn)榱慊?接近零，沒有或極少S03生成。
由于熔融狀態(tài)的元素硫在低于13(TC或高于145"C時(shí)，粘度很大，難以 泵送或均勻添加，并且在燃燒室內(nèi)燃燒不均勻；本發(fā)明方法生產(chǎn)S02所采用 的硫磺燃料為水硫漿，即其中硫與水的比例為40 : 60 60 : 40的乳膠體硫， 這種水硫漿是將固體顆粒硫與水按照40 : 60 60 : 40范圍內(nèi)一特定的值(根 據(jù)需要給定)的比例混和攪拌而得到；這種水硫漿一方面便于貯存和運(yùn)輸，
并且其粘度小，且受溫度的影響不大，便于定量連續(xù)添加，避免單純?nèi)廴谠?素硫的粘度受溫度影響很大的缺點(diǎn)。另一方面，水硫漿在燃燒過程中，其內(nèi) 部的水分受熱汽化產(chǎn)生的汽泡在逸出的過程中使液態(tài)水硫漿受到劇烈攪拌 作用，從而使得燃燒非常充分和均勻。此外，本發(fā)明方法的燃燒模式是先通 入少量一次空氣將水硫漿汽化，然后再加入二次空氣使硫磺蒸汽充分燃燒，
從而達(dá)到硫磺燃燒過程易于控制、硫磺燃燒充分的目的，使得產(chǎn)生的S02氣 體中升華硫?yàn)榱慊蚪咏?，沒有或極少S03生成，克服了已有將固體硫磺加
熱熔融為液態(tài)硫然后將液態(tài)硫進(jìn)行燃燒的方法很難控制升華硫或so3的生
成的問題。二、 燃燒室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使得燃燒室內(nèi)各部位的溫度、空氣與硫磺的相 對(duì)比例均勻，產(chǎn)生的S02含量高而升華硫、S03的含量接近于零。
在硫磺燃燒過程中產(chǎn)生的硫氣的組成及各組分的相對(duì)含量受到燃燒室 結(jié)構(gòu)的影響。本發(fā)明裝置將圓柱形燃燒室分為一次燃燒室、二次燃燒室，并 通過一次空氣使硫磺在一次燃燒室內(nèi)汽化，并在二次燃燒室切向通入二次空 氣旋流強(qiáng)化混合燃燒。使空氣與硫蒸汽得到充分地混合和燃燒，使得燃燒室
內(nèi)各部位的溫度、空氣與硫磺的相對(duì)比例均勻，因而，產(chǎn)生的S02含量高而 升華硫、S03的含量接近于零。
三、 進(jìn)料裝置的改進(jìn)使硫的燃燒和汽化充分。 本發(fā)明的進(jìn)料裝置是位于一次燃燒室底部并與底部垂直的進(jìn)料管，水硫
漿通過垂直的進(jìn)料管加入，并在進(jìn)料管的末端向四周溢流；當(dāng)四周的水硫漿 液位低于進(jìn)料管末端時(shí)，溢流的水硫漿形成膜狀，加大與一次空氣的接觸； 當(dāng)水硫漿的液位高于進(jìn)料管末端時(shí)，進(jìn)料過程的同時(shí)起到攪拌作用。以上兩 種情況均使硫的燃燒和汽化充分。
四、 自動(dòng)點(diǎn)火裝置的利用改善了環(huán)境條件。
傳統(tǒng)燃硫爐的點(diǎn)火是人工點(diǎn)火，過程繁雜，效率低，不易操作。且由于 傳統(tǒng)燃硫爐燃燒過程不密閉，造成硫氣泄漏，使得硫磺燃燒環(huán)節(jié)是糖廠環(huán)境 最惡劣的工段。本發(fā)明通過開發(fā)了熱風(fēng)自動(dòng)點(diǎn)火方法及裝置，使得燃硫爐可 隨時(shí)點(diǎn)火，并在瞬間內(nèi)達(dá)到所需的燃燒強(qiáng)度；同時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)火裝置的應(yīng)用， 可使得燃硫爐完全密閉，避免硫氣的泄漏對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)工人身體造成 危害。
五、 硫氣冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)大大提高了冷卻效果，并同時(shí)達(dá)到對(duì)硫氣凈化 的效果。
目前燃硫爐的冷卻方式為在燃燒室的外面加上冷卻水套進(jìn)行冷卻，換熱 效率較低，冷卻效果不好。不少糖廠為了提高冷卻效果，加大了冷卻面積， 雖取得一定的效果，但還不能消除傳統(tǒng)燃硫爐存在的一些問題。本發(fā)明通過 對(duì)冷卻方式及其冷卻過程進(jìn)行改進(jìn)，采用直接冷卻方式，即冷卻水霧化成液 滴后直接與硫氣接觸進(jìn)行熱交換，大大提高冷卻效果，并同時(shí)達(dá)到對(duì)硫氣凈 化的效果。
六、 硫磺燃燒量的控制——通過一次空氣控制汽化速率進(jìn)而控制燃燒速 率，可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)硫磺的燃燒量，使硫氣濃度可在一較大的范圍變化。制糖工業(yè)中，S02的需要量是隨著工藝的變化而變化的。傳統(tǒng)的燃硫爐 對(duì)硫磺燃燒量的控制是通過人工調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口的大小實(shí)現(xiàn)的，這種調(diào)節(jié)方式容 易造成空氣與硫磺的比例過低而使硫磺燃燒不充分，最終產(chǎn)生的硫氣中升華
硫含量高，對(duì)工藝造成影響；同時(shí)使硫磺利用率低，生產(chǎn)成本增加。本發(fā)明 通過一次空氣控制汽化速率進(jìn)而控制燃燒速率，可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)硫磺的 燃燒量，使硫氣濃度可在一較大的范圍變從而產(chǎn)生需要的、調(diào)定數(shù)量的S02 氣體。
七、硫磺添加方式的改進(jìn)使原料水硫漿添加過程穩(wěn)定、均衡并且實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化。
傳統(tǒng)的硫磺添加方式是通過硫磺燃燒放出的熱量，將置于燃燒室頂部的 熔硫盆中的硫磺熔化，并通過人工方式控制熔硫盆和燃燒室間的針閥，控制 液態(tài)硫磺添加到燃燒室的量。由于是采用人工的方式對(duì)針閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且 液態(tài)硫的添加通常是間歇的，因而加入的硫磺量產(chǎn)生較大的波動(dòng)，嚴(yán)重影響 燃燒過程的穩(wěn)定，有時(shí)還會(huì)造成工人忘記添加造成熄火，或者添加過量造成 硫磺溢出。本發(fā)明將硫磺制備成水硫漿，通過計(jì)量泵定量加入，添加過程穩(wěn) 定、均衡并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
本發(fā)明的一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法及裝置的以上這些創(chuàng)新點(diǎn)，將可 使糖廠取得以下有益效果-
(1) 在操作方面操作容易；
(2) 在經(jīng)濟(jì)方面可以根據(jù)生產(chǎn)過程需要，控制燃燒速率，只燃燒必 需數(shù)量的硫磺，從而減少硫磺的消耗量，降低了生產(chǎn)成本；
(3) 在效率方面由于本發(fā)明方法生產(chǎn)的S02氣體中升華硫?yàn)榱慊蚪?近零，也沒有或極少S03生成，通過凈化后硫氣中不含S03，產(chǎn)品質(zhì)量高，
能夠降低糖份損失，減少蒸發(fā)罐積垢，改善煮糖罐煮糖和離心分蜜效率等。


圖l:本發(fā)明之生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2:本發(fā)明之生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置的一次進(jìn)風(fēng)管、二次進(jìn)風(fēng)管與 燃燒室連接關(guān)系示意圖(俯視圖)；
圖3:將燃燒室分為一次燃燒室和二次燃燒室的隔板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4:進(jìn)氣管位于下部、出氣管在上部的水冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法。該方法采用的原料是水硫槳，將水硫漿 通過送料裝置連續(xù)、自動(dòng)地喂進(jìn)燃硫爐，先通入少量一次空氣將水硫漿汽化， 然后再加入二次空氣使硫磺充分燃燒生成S02氣體，再將S02氣體冷卻制得 硫氣中不含S03的凈化硫氣；所述的水硫漿是顆粒硫與水混合形成的乳膠體 硫，水硫漿中，硫與水的重量百分比為40:60,也可以增減至35:65
60:40;此外，通過調(diào)節(jié)硫與水的比例，可以使水硫漿在燃燒室中燃燒溫度
在900'C 130(TC內(nèi)某一要求的值，而90(TC 130(TC內(nèi)正是硫磺燃燒過程沒 有三氧化硫產(chǎn)生的溫度范圍。
本方法中使水硫漿燃燒的點(diǎn)火方式為熱風(fēng)點(diǎn)火方式，即通過向燃燒爐中 通入溫度為400°C以上的熱風(fēng)，達(dá)到使水硫漿汽化或燃燒的目的。
本方法中使生成的高溫S02氣體冷卻是采用直接冷卻方式，即冷卻水霧 化成液滴后直接與硫氣接觸進(jìn)行熱交換。
實(shí)施例二
一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置。該裝置是與本發(fā)明實(shí)施例一所述的一種 生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法配套的裝置，由燃燒室及與之密封連接的安全罩1 及下底5構(gòu)成的燃硫爐，S02氣體冷卻裝置組成，所述燃燒室是一個(gè)立式園 柱形容器，該立式圓柱形容器中間有一多孔的隔板9 (參見圖3)將燃燒室 分為一次燃燒室8和二次燃燒室10，點(diǎn)火裝置是裝在一次燃燒室的底部一側(cè) 直徑為0.5 2cm的熱風(fēng)管3， 一次燃燒室8的下部有與燃燒室爐壁切向連接 的一次進(jìn)風(fēng)管4， 二次燃燒室10的下部有與燃燒室爐壁切向連接的二次進(jìn)風(fēng) 管2， 一次燃燒室底部外側(cè)有一加熱裝置——電加熱管或蒸汽加熱管6， 一 次燃燒室8底部還有一輸送水硫漿的進(jìn)料裝置一一垂直的進(jìn)料管7，該進(jìn)料 管7 —端伸入一次燃燒室內(nèi)，另一端還與一個(gè)計(jì)量泵17相連接，將原料水 硫漿按需定時(shí)、定量地送進(jìn)燃硫爐(參見圖1、圖2)。
所述燃硫爐還連接一水冷卻裝置，該水冷卻裝置14是一圓形柱體，其 頂部有可以噴出霧化水的水管噴頭13，其上部有進(jìn)氣管12、下部有S02出 氣管15，以及未被汽化的冷卻水出口管16，燃燒室的出氣管11與該水冷卻 裝置14的進(jìn)氣管12相連通(參見圖1、圖2)。
作為本發(fā)明實(shí)施例的一種變換，所述水冷卻裝置14的進(jìn)氣管12的進(jìn)口也可以位于冷卻裝置的下部、S02出氣管15位于水冷卻裝置的上部(參見圖 4)或頂部。
作為本發(fā)明實(shí)施例的又一種變換，送料裝置中，也可以不用計(jì)量泵而采 用能控制流量的普通泵。
本發(fā)明生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置的兩個(gè)燃燒室內(nèi)表面(底部表面除外) 均用耐火保溫材料保護(hù)，既維持燃燒室內(nèi)的溫度，還可避免金屬表面直接受 熱。
如實(shí)施例一所述，本發(fā)明生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置的原料是水硫漿，是 由顆粒硫與水混合形成的乳膠體硫或是懸浮的硫水溶液，所述水硫漿中，硫 與水的重量百分比為40 : 60 60 : 40。
采用本發(fā)明生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置生產(chǎn)S02氣體的過程
首先將位于一次燃燒室底部外側(cè)的加熱裝置打開，將水硫漿通過送料裝
置連續(xù)、自動(dòng)地送進(jìn)一次燃燒室，點(diǎn)火裝置通入400°C以上熱空氣(根據(jù)具
體情況可同時(shí)將燃硫爐的一次燃燒室底部加熱至硫磺的燃點(diǎn))先將水硫漿點(diǎn) 燃，再從熱風(fēng)管送進(jìn)一次空氣，然后再加入二次空氣使硫磺充分燃燒生成
S02氣體，再將S02氣體通過水冷卻裝置冷卻制得凈化硫氣。
權(quán)利要求
1、一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法，其特征在于該方法采用的原料是水硫漿，將水硫漿通過送料裝置連續(xù)、自動(dòng)地喂進(jìn)燃硫爐，先通入少量一次空氣將水硫漿汽化，然后再加入二次空氣使硫磺充分燃燒生成SO2氣體，再將SO2氣體冷卻制得凈化硫氣。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法，其特征在于所述的水硫漿是粒度為300um以下的顆粒硫與水混合形成的乳膠體硫或是 懸浮的硫水溶液，所述水硫漿中，硫與水的重量百分比為40 : 60 60 : 40。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法，其特征在 于所述的水硫漿燃燒的平均溫度是900°C 1300°C。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法，其特征在 于:本方法中所述使水硫漿燃燒的點(diǎn)火方式為熱風(fēng)點(diǎn)火，熱風(fēng)的溫度為400°C 以上。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法，其特征在 于本方法中所述將S02氣體冷卻采用直接冷卻方式，即冷卻水霧化成液滴 后直接與硫氣接觸進(jìn)行熱交換。
6、 一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，包括燃燒室及與之密封連接的安全 罩及下底構(gòu)成的燃硫爐，S02氣體冷卻裝置，其特征在于所述燃燒室是一個(gè)立式園柱形容器，該立式圓柱形容器中間有一多孔的隔板將燃燒室分為一 次燃燒室和二次燃燒室， 一次燃燒室底部有一進(jìn)料裝置和加熱裝置，點(diǎn)火裝 置裝在一次燃燒室的底部的一側(cè)， 一次燃燒室的下部有與燃燒室爐壁切向連 接的一次進(jìn)風(fēng)管，二次燃燒室的下部有與燃燒室爐壁切向連接的二次進(jìn)風(fēng) 管。
7、 如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，其特征在于所述的點(diǎn)火裝置是通入一次燃燒室的底部一側(cè)的直徑為0.5 2cm的熱風(fēng)管。
8、 如權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，其特征在于所述 一次燃燒室底部的加熱裝置是位于燃燒室底部內(nèi)側(cè)或外側(cè)的電加熱管或蒸 汽加熱管。
9、 如權(quán)利要求6、 7或8所述的生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，其特征在于: 位于一次燃燒室底部的進(jìn)料裝置是一個(gè)與燃燒室底部垂直的進(jìn)料管。
10、 如權(quán)利要求9所述的生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，其特征在于位于 燃燒室底部的進(jìn)料管還連接有一個(gè)計(jì)量泵或能控制流量的普通泵。
11、 如權(quán)利要求6、 7或8所述的生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，其特征在于所述的二次燃燒室通過S02出氣管連接一水冷卻裝置，該水冷卻裝置是一圓形柱體，其頂部有噴出霧化水的水管噴頭，其上部有進(jìn)氣管、下部有S02出氣管以及未被汽化的冷卻水出口管，或者是其下部有進(jìn)氣管以及未被汽化的冷卻水出口管、上部或頂部有S02出氣管，二次燃燒室的S02出氣管與該水冷卻裝置的進(jìn)氣管相連通。
12、 如權(quán)利要求10所述的生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置，其特征在于所述的二次燃燒室通過S02出氣管連接一水冷卻裝置，該水冷卻裝置是一圓形 柱體，其頂部有噴出霧化水的水管噴頭，其上部有進(jìn)氣管、下部有S02出氣 管以及未被汽化的冷卻水出口管，或者是其下部有進(jìn)氣管以及未被汽化的冷卻水出口管、上部或頂部有S02出氣管，二次燃燒室的S02出氣管與該水冷卻裝置的進(jìn)氣管相連通。
全文摘要
一種生產(chǎn)二氧化硫氣體的方法及裝置，該方法采用的原料是水硫漿，將水硫漿通過送料裝置連續(xù)、自動(dòng)地送進(jìn)一次燃燒室，先通入少量一次空氣將水硫漿汽化，然后再加入二次空氣使硫磺充分燃燒生成SO₂氣體，再將SO₂氣體冷卻制得凈化硫氣，所述的水硫漿是顆粒硫與水混合形成的乳膠體硫或是懸浮的硫水溶液，生產(chǎn)二氧化硫氣體的裝置包括由燃燒室、安全罩及下底構(gòu)成的燃硫爐，SO₂氣體冷卻裝置，燃燒室是一個(gè)立式圓柱形容器、其中間有一多孔的隔板將燃燒室分為一次燃燒室和二次燃燒室，一次燃燒室底部有進(jìn)料裝置、加熱裝置和點(diǎn)火裝置，一次燃燒室、二次燃燒室的下部分別有一次進(jìn)風(fēng)管、二次進(jìn)風(fēng)管。用該方法及裝置生產(chǎn)的SO₂氣體中升華硫?yàn)榱慊蚪咏悖瑳]有或極少SO₃生成。
文檔編號(hào)C01B17/00GK101293638SQ200710052068
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者藍(lán)勝宇, 黃永春 申請(qǐng)人:黃永春;藍(lán)勝宇